Електронна система за запалване

Автомобилът е много сложна система, дори и да сме изправени пред стара класика. Устройството на превозното средство включва голям брой механизми, възли и системи, които, взаимодействайки помежду си, ви позволяват да извършвате работа по превоз на товари и пътници.

Ключовият блок, който осигурява динамиката на автомобила, е двигателят. Двигателят с вътрешно горене, задвижван от бензин, независимо от типа превозно средство, дори ако е скутер, ще бъде оборудван със запалителна система. Принципът на работа на дизеловия агрегат се различава по това, че VTS в цилиндъра светва поради впръскването на дизелово гориво в частта от въздуха, загрята от висока компресия. Прочетете кой мотор е по-добър. в друго ревю.

Сега ще се съсредоточим повече върху системата за запалване. Карбураторът ICE ще бъде оборудван с контакт или безконтактна модификация... Вече има отделни статии за тяхната структура и разликата. С развитието на електрониката и постепенното й въвеждане в превозните средства, модерен автомобил получи по-подобрена горивна система (прочетете за видовете инжекционни системи тук), както и подобрена система за запалване.

Помислете какво представлява електронната система за запалване, как работи, нейното значение при запалването на въздушно-горивна смес и динамиката на автомобила. Нека също да видим какви са недостатъците на това развитие.

Какво е електронна запалителна система

Ако в контактни и безконтактни системи създаването и разпространението на искра се извършва механично и частично по електронен път, тогава този SZ е от изключително електронен тип. Въпреки че предишните системи също частично използват електронни устройства, те имат механични елементи.

Например контакт SZ използва механичен прекъсвач на сигнала, който активира изключването на тока с ниско напрежение в бобината и генерирането на импулс с високо напрежение. Той също така съдържа разпределител, който работи чрез затваряне на контактите на съответната свещ с помощта на въртящ се плъзгач. В безконтактната система механичният прекъсвач е заменен от датчик на Хол, монтиран в разпределител, който има подобна структура като в предишната система (за повече информация относно неговата структура и принцип на действие прочетете в отделен преглед).

Микропроцесорният тип SZ също се счита за безконтактен, но за да не се създава объркване, той се нарича електронен. В тази модификация няма механични елементи, въпреки че тя също така продължава да фиксира скоростта на въртене на коляновия вал, за да определи момента, в който е необходимо да се подаде искра към свещите.

В съвременните автомобили тази SZ се състои от няколко важни елемента, чиято работа се основава на създаването и разпределението на електрически импулси с различни стойности. За да ги синхронизирате, има специални сензори, които не присъстват в предишни системни модификации. Един от тези сензори е DPKV, за който има отделна подробна статия.

Често електронното запалване е неразривно свързано с работата на други системи, например гориво, отработени газове и охлаждане. Всички процеси се контролират от ECU (електронен блок за управление). Този микропроцесор е програмиран фабрично за специфични параметри на автомобила. Ако възникне неизправност в софтуера или в задвижващите механизми, управляващият блок отстранява тази неизправност и издава съответно известие на таблото (най-често това е иконата на двигателя или надписът Check Engine).

Някои проблеми се отстраняват чрез нулиране на грешки, идентифицирани в процеса на компютърна диагностика. Прочетете как протича тази процедура. тук... При някои автомобили се предлага стандартна опция за самодиагностика, която ви позволява да определите какъв точно е проблемът и дали е възможно да го отстраните сами. За да направите това, трябва да извикате съответното меню на бордовата система. Казва се как това може да се направи в някои автомобили отделно.

Стойността на електронната запалителна система

Задачата на всяка запалителна система не е просто да запали смес от въздух и бензин. Устройството му трябва да включва няколко механизма, които определят най-ефективния момент, в който би било по-добре да го направите.

Ако захранващият блок работи само в един режим, максималната ефективност може да бъде премахната по всяко време. Но този вид функциониране е непрактично. Например двигателят не се нуждае от високи обороти на празен ход. От друга страна, когато колата е натоварена или набира скорост, тя се нуждае от повишена динамика. Разбира се, това би могло да се постигне с редуктор с голям брой скорости, включително ниска и висока скорост. Подобен механизъм обаче би бил твърде сложен не само за използване, но и за поддържане.

В допълнение към тези неудобства, стабилната скорост на двигателя не би позволила на производителите да произвеждат пъргави, мощни и в същото време икономични автомобили. Поради тези причини дори обикновените задвижващи агрегати са оборудвани с всмукателна система, която ще позволи на водача самостоятелно да определи какви характеристики трябва да има неговото превозно средство в даден случай. Ако трябва да кара бавно, например, за да стигне до колата пред себе си в задръстване, тогава той намалява оборотите на двигателя. Но за бързо ускорение, например преди дълго изкачване или при изпреварване, водачът трябва да увеличи оборотите на двигателя.

Проблемът с промяната на тези режими е свързан с особеността на изгарянето на въздушно-горивната смес. В стандартна ситуация, когато двигателят не е натоварен и машината е в застой, BTC светва от искрата, генерирана от запалителната свещ в момента, когато буталото достигне горната мъртва точка, изпълнявайки ход на компресия (за всички удари на 4-тактов и 2-тактов двигател, прочетете в друго ревю). Но когато върху двигателя се постави товар, например, превозното средство започне да се движи, сместа трябва да започне да се възпламенява при TDC на буталото или милисекунди по-късно.

Когато скоростта се повиши, поради инерционната сила, буталото преминава по-бързо от референтната точка, което води до твърде късно запалване на сместа гориво-въздух. По тази причина искрата трябва да бъде инициирана няколко милисекунди по-рано. Този ефект се нарича време на запалване. Управлението на този параметър е друга функция на запалителната система.

При първите автомобили за тази цел в транспортното отделение е имало специален лост, чрез придвижване на който водачът независимо е сменял този UOZ в зависимост от конкретната ситуация. За да се автоматизира този процес, към системата за контактно запалване бяха добавени два регулатора: вакуумен и центробежен. Същите елементи мигрираха към по-напредналите BSZ.

Тъй като всеки компонент правеше само механични настройки, ефективността им беше ограничена. По-точното регулиране на уреда към желания режим е възможно само благодарение на електрониката. Това действие е изцяло възложено на контролния блок.

За да разберете как работи SZ, базиран на микропроцесор, първо трябва да разберете неговото устройство.

Съставът на запалителната система на инжекционния двигател

Инжекционният двигател използва електронно запалване, което се състои от:

• Контролер;
• Сензор за положение на коляновия вал (DPKV);
• Зъбна шайба (за определяне на момента на образуване на импулс с високо напрежение);
• модул за запалване;
• проводници с високо напрежение;
• Запалителни свещи.

Нека да разгледаме поотделно ключовите елементи.

Модул за запалване

Модулът за запалване се състои от две запалителни бобини и два ключа за високо напрежение. Запалителните бобини имат функцията да преобразуват ток с ниско напрежение в импулс с високо напрежение. Този процес възниква поради рязко прекъсване на първичната намотка, поради което в близката вторична намотка се индуцира ток с високо напрежение.

Необходим е импулс с високо напрежение, за да се генерира достатъчно електрически разряд на свещите, за да се възпламени сместа въздух/гориво. Превключвателят е необходим за включване и изключване на първичната намотка на бобината за запалване в точното време.

Времето на работа на този модул се влияе от скоростта на двигателя. Въз основа на този параметър контролерът определя скоростта на включване/изключване на намотката на запалителната бобина.

Проводници за запалване с високо напрежение

Както подсказва името, тези елементи са предназначени да пренасят ток с високо напрежение от модула за запалване към свещта. Тези проводници имат голямо напречно сечение и най-плътната изолация в цялата електроника. От двете страни на всеки проводник има накрайници, които осигуряват максимална контактна площ със свещите и контактния възел на модула.

За да се предотврати образуването на електромагнитни смущения в проводниците (те ще блокират работата на друга електроника в автомобила), високоволтовите проводници имат съпротивление от 6 до 15 хиляди ома. Ако изолацията на проводниците дори леко пробие, това се отразява на работата на двигателя (MTC се запалва лошо или двигателят изобщо не стартира и свещите са постоянно наводнени).

Свещ

За да може сместа въздух-гориво да се запали стабилно, в двигателя се завинтват свещи, върху които се поставят високоволтовите проводници, идващи от модула за запалване. Има описание на конструктивните характеристики и принципа на работа на свещите. отделна статия.

Накратко, всяка свещ има централен и страничен електрод (може да има два или повече странични електрода). Когато първичната намотка в бобината е изключена, ток с високо напрежение протича от вторичната намотка през модула за запалване към съответния проводник. Тъй като електродите на свещта не са свързани един с друг, а имат точно калибриран процеп, между тях се образува пробив - електрическа дъга, която нагрява VTS до температурата на запалване.

Мощността на искрата директно зависи от пролуката между електродите, силата на тока, вида на електродите, а качеството на запалване на сместа въздух-гориво зависи от налягането в цилиндъра и качеството на тази смес (нейното насищане).

Сензор за положение на коляновия вал (DPKV)

Този сензор е неразделен елемент в електронната система за запалване. Позволява на контролера винаги да фиксира позицията на буталата в цилиндрите (кое от тях в кой момент ще бъде в горната мъртва точка на хода на компресия). Без сигнали от този сензор, контролерът няма да може да определи кога трябва да се приложи високо напрежение към конкретна свещ. В този случай, дори ако системата за подаване на гориво и запалване са в добро състояние, двигателят все още няма да стартира.

Сензорът отчита позицията на буталата с помощта на зъбно колело на шайбата на коляновия вал. Има средно около 60 зъба, като два от тях липсват. В процеса на стартиране на двигателя зъбната шайба също се върти. Когато сензорът (работи на принципа на сензор на Хол) засече липсата на зъби, в него се генерира импулс, който отива към контролера.

Въз основа на този сигнал в управляващия блок се задействат програмираните от производителя алгоритми, които определят UOZ, фазите на впръскване на горивото, работата на инжекторите и режима на работа на модула за запалване. Освен това друго оборудване (например тахометър) работи по сигнали от този сензор.

Принципът на работа на електронната запалителна система

Системата започва своята работа, като я свързва към батерията. За това е отговорна контактната група на ключа за запалване в повечето съвременни автомобили, а при някои модели, оборудвани с безключово влизане и бутон за стартиране на силовия агрегат, той се включва автоматично веднага щом водачът натисне бутона „Старт“. В някои съвременни автомобили системата за запалване може да се управлява чрез мобилен телефон (дистанционно стартиране на двигателя с вътрешно горене).

Няколко елемента отговарят за работата на SZ. Най-важният от тях е сензорът за положение на коляновия вал, който е инсталиран в електронните системи на инжекционните двигатели. Прочетете какво представлява и как работи. отделно... Той дава сигнал в коя точка буталото на първия цилиндър ще извърши ход на компресия. Този импулс отива към блока за управление (при по-старите автомобили тази функция се изпълнява от хеликоптер и разпределител), който активира съответната намотка на бобината, която е отговорна за образуването на ток с високо напрежение.

В момента на включване на веригата напрежението от батерията се подава към първичната намотка на късо съединение. Но за да се образува искра, е необходимо да се осигури въртенето на коляновия вал - само по този начин сензорът за положение на коляновия вал може да генерира импулс за образуване на енергиен лъч с високо напрежение. Коляновият вал няма да може да започне да се върти сам. За стартиране на двигателя се използва стартер. Подробности за това как работи този механизъм са описани отделно.

Стартерът принудително завърта коляновия вал. Заедно с него маховикът винаги се върти (прочетете за различните модификации и функции на тази част тук). На фланеца на коляновия вал е направен малък отвор (по-точно липсват няколко зъба). До тази част е монтиран DPKV, който работи по принципа на Хол. Сензорът определя момента, в който буталото на първия цилиндър е в горната мъртва точка от прореза на фланеца, като извършва ход на компресия.

Импулсите, създадени от DPKV, се подават към ECU. Въз основа на алгоритмите, вградени в микропроцесора, той определя оптималния момент за създаване на искра във всеки отделен цилиндър. След това управляващият блок изпраща импулс към запалителя. По подразбиране тази част от системата захранва бобината с постоянно напрежение от 12 волта. Веднага щом се получи сигнал от ECU, транзисторът на запалителя се затваря.

В този момент подаването на електричество към първичната намотка на късо съединение рязко спира. Това провокира електромагнитна индукция, поради което във вторичната намотка се генерира ток с високо напрежение (до няколко десетки хиляди волта). В зависимост от вида на системата този импулс се изпраща към електронния разпределител или веднага преминава от бобината към свещта.

В първия случай проводниците с високо напрежение ще присъстват във веригата SZ. Ако бобината за запалване е инсталирана директно върху щепсела, тогава цялата електрическа линия се състои от обикновени проводници, които се използват в цялата електрическа верига на бордовата система на автомобила.

Веднага след като електричеството попадне в свещта, между нейните електроди се образува разряд, който запалва смес от бензин (или газ, в случай на използване HBO) и въздух. Тогава двигателят може да работи самостоятелно и сега няма нужда от стартер. Електрониката (ако се използва бутон за стартиране) автоматично изключва стартера. При по-опростени схеми водачът в този момент трябва да освободи ключа и пружинно натоварения механизъм ще премести контактната група на ключа за запалване в положението на системата включена.

Както споменахме малко по-рано, времето за запалване се регулира от самия блок за управление. В зависимост от модела на автомобила електронната схема може да има различен брой входни сензори, в зависимост от импулсите, от които ECU определя натоварването на силовия агрегат, скоростта на въртене на коляновия вал и разпределителния вал, както и други параметри на мотора. Всички тези сигнали се обработват от микропроцесора и се активират съответните алгоритми.

Видове електронна запалителна система

Въпреки голямото разнообразие от модификации на запалителните системи, всички те могат условно да бъдат разделени на два вида:

• Директно запалване;
• Запалване чрез дистрибутора.

Първите електронни SZ са оборудвани със специален модул за запалване, който работи на същия принцип като безконтактния разпределител. Той разпредели импулса с високо напрежение към определени цилиндри. Последователността също беше контролирана от ECU. Въпреки по-надеждната работа в сравнение с безконтактната система, тази модификация все още се нуждае от подобрение.

Първо, незначително количество енергия може да бъде загубено при нискокачествени високоволтови проводници. На второ място, поради преминаването на ток с високо напрежение през електронните елементи е необходимо използването на модули, способни да работят при такъв товар. Поради тези причини автомобилните производители са разработили по-усъвършенствана система за директно запалване.

Тази модификация също използва запалителни модули, само че те работят в по-малко натоварени условия. Веригата на такъв SZ се състои от конвенционално окабеляване и всяка свещ получава индивидуална намотка. В тази версия управляващият блок изключва транзистора на запалителя на конкретно късо съединение, като по този начин спестява време за разпределяне на импулса между цилиндрите. Въпреки че целият този процес отнема няколко милисекунди, дори незначителни промени през това време могат значително да повлияят на производителността на силовия агрегат.

Като тип SZ с директно запалване има модификации с двойни намотки. В тази версия 4-цилиндровият мотор ще бъде свързан към системата, както следва. Първият и четвъртият, както и вторият и третият цилиндър са успоредни един на друг. В такава схема ще има две намотки, всяка от които отговаря за собствената си двойка цилиндри. Когато управляващият блок подава сигнала за изключване към запалителя, едновременно се генерира искра в двойка цилиндри. В единия от тях разрядът запалва въздушно-горивната смес, а вторият е на празен ход.

Неизправности при електронното запалване

Въпреки че въвеждането на електроника в съвременните автомобили позволи да се осигури по-фина настройка на силовия агрегат и различни транспортни системи, това не изключва неизправности дори в такава стабилна система като запалване. За да се определят много проблеми, само компютърната диагностика ще помогне. За стандартна поддръжка на автомобил с електронно запалване не е необходимо да се обучавате на диплом по електроника, но недостатъкът на системата е, че можете визуално да оцените състоянието й само чрез саждите от свещи и качеството на проводниците.

Също така, микропроцесорният SZ не е лишен от някои повреди, характерни за предишните системи. Сред тези грешки:

• Свещите спират да работят. От отделна статия можете да разберете как да определите тяхната изправност;
• Счупване на намотката в бобината;
• Ако в системата се използват проводници с високо напрежение, поради старост или лошо качество на изолацията те могат да пробият, което води до загуба на енергия. В този случай искрата не е толкова мощна (в някои случаи изобщо липсва), за да запали бензиновите пари, смесени с въздух;
• Окисляване на контактите, което често се случва в автомобилите, които се експлоатират в мокри райони.

В допълнение към тези стандартни повреди, ESP може също да спре да работи или да функционира неправилно поради повреда на един датчик. Понякога проблемът може да се крие в самия електронен блок за управление.

Ето основните причини, поради които системата за запалване може да не работи правилно или изобщо да не функционира:

• Собственикът на автомобила игнорира рутинната поддръжка на автомобила (по време на процедурата сервизът диагностицира и изчиства грешки, които могат да причинят някои повреди в електрониката);
• По време на ремонта се инсталират нискокачествени части и задвижващи механизми, а в някои случаи, за да се спестят пари, водачът купува резервни части, които не отговарят на конкретна модификация на системата;
• Влияние на външни фактори, например експлоатация или съхранение на автомобила при условия на висока влажност.

Проблемите със запалването могат да бъдат посочени от фактори като:

• Повишен разход на бензин;
• Лоша реакция на двигателя при натискане на педала за газ. В случай на неподходящ UOZ, натискането на педала на газта, напротив, може да намали динамиката на автомобила;
• Работата на силовия агрегат е намаляла;
• Нестабилна скорост на двигателя или обикновено спира на празен ход;
• Двигателят започна да стартира лошо.

Разбира се, тези симптоми могат да показват повреда в други системи, например горивна система. Ако има намаляване на динамиката на двигателя, неговата нестабилност, тогава трябва да погледнете състоянието на окабеляването. В случай на използване на проводници с високо напрежение, те могат да пробият, поради което ще има загуба на искрова мощност. Ако DPKV се повреди, двигателят изобщо няма да стартира.

Увеличаването на лакомията на устройството може да бъде свързано с неправилна работа на свещите, преход на ECU в авариен режим поради грешки в него или с повреда на входящия сензор. Някои модификации на бордовите системи на автомобили са оборудвани с опция за самодиагностика, по време на която водачът може самостоятелно да идентифицира кода за грешка и след това да извърши съответните ремонтни дейности.

Монтаж на електронно запалване на автомобил

Ако превозното средство използва контактно запалване, тази система може да бъде заменена с електронно запалване. Вярно е, че за това е необходимо да закупите допълнителни елементи, без които системата няма да работи. Помислете какво е необходимо за това и как се извършва работата.

Подготвяме резервни части

За да надстроите системата за запалване, ще ви трябва:

• Трамблер от безконтактен тип. Той също ще разпределя ток с високо напрежение през проводниците към всяка свещ. Всяка кола има свой модел дистрибутори.
• Превключете. Това е електронен прекъсвач, който в контактната система за запалване е от механичен тип (плъзгач, въртящ се на вал, отварящ / затварящ контактите на първичната намотка на бобината за запалване). Превключвателят реагира на импулси от сензора за положение на коляновия вал и отваря / затваря контактите на запалителната бобина (първичната му намотка).
• Бобина. По принцип това е същата намотка, използвана в системата за контактно запалване. За да може свещта да пробие въздуха между електродите, е необходим ток с високо напрежение. Образува се във вторичната намотка, когато първичната се изключи.
• Проводници с високо напрежение. По-добре е да използвате нови проводници, а не тези, които са били инсталирани на предишната система за запалване.
• Нов комплект свещи.

В допълнение към изброените основни компоненти, ще трябва да закупите специална шайба на коляновия вал със зъбно колело, монтаж на сензора за положение на коляновия вал и самия сензор.

Процедура за инсталиране

Капакът се отстранява от разпределителя (към него са свързани високоволтови проводници). Самите проводници могат да бъдат отстранени. С помощта на стартера коляновият вал се завърта леко, докато резистора и мотора образуват прав ъгъл. След като ъгълът на резистора е настроен, коляновият вал не трябва да се върти.

За да зададете правилно момента на запалване, трябва да се съсредоточите върху петте марки, отпечатани върху него. Новият разпределител трябва да бъде монтиран така, че средната му маркировка да съвпада със средната маркировка на стария разпределител (за това, преди да премахнете стария разпределител, трябва да се постави съответна маркировка върху двигателя).

Проводниците, свързани към бобината на запалването, са изключени. След това старият разпределител се развива и демонтира. Новият разпределител се монтира в съответствие с маркировката на двигателя.

След инсталирането на разпределителя пристъпваме към подмяна на бобината за запалване (елементите за контактна и безконтактна запалителна система са различни). Бобината е свързана към новия разпределител с помощта на централен трипинов проводник.

След това в свободното пространство на двигателното отделение се монтира превключвател. Можете да го фиксирате върху тялото на автомобила с помощта на самонарезни винтове или винтове. След това превключвателят е свързан към системата за запалване.

След това се монтира зъбна шайба с пролука за сензора за положение на коляновия вал. В близост до тези зъби е инсталиран DPKV (за това се използва специална скоба, фиксирана върху корпуса на блока на цилиндъра), която е свързана към превключвателя. Важно е прескачането на зъбите да съвпада с горната мъртва точка на буталото в първия цилиндър на такта на компресия.

Предимства на електронните системи за запалване

Въпреки че ремонтът на микропроцесорната запалителна система ще струва на един автомобилист доста стотинки, а диагностиката на неизправности са допълнителни разходи, в сравнение с контактната и безконтактна SZ, тя функционира по-стабилно и надеждно. Това е основното му предимство.

Ето още няколко предимства на ESP:

• Някои модификации могат дори да бъдат инсталирани на карбураторните силови агрегати, което прави възможно използването им на битови автомобили;
• Поради липсата на разпределителен контакт и прекъсвач, става възможно увеличаването на вторичното напрежение до един и половина пъти. Благодарение на това свещите създават „мастна“ искра и запалването на HTS е по-стабилно;
• Моментът на образуване на импулс с високо напрежение се определя по-точно и този процес е стабилен при различни режими на работа на двигателя с вътрешно горене;
• Работният ресурс на запалителната система достига 150 хиляди километра от пробега на автомобила, а в някои случаи и повече;
• Моторът работи по-стабилно, независимо от сезона и условията на работа;
• Не е нужно да отделяте много време за профилактика и диагностика, а настройката в много автомобили се случва поради инсталирането на правилния софтуер;
• Наличието на електроника ви позволява да променяте параметрите на силовия блок, без да се намесвате в техническата му част. Например, някои автомобилисти извършват процедура за чип тунинг. За това какви характеристики влияе тази процедура и как се провежда, прочетете в друго ревю... Накратко, това е инсталирането на друг софтуер, който засяга не само системата за запалване, но и времето и качеството на впръскването на горивото. Програмата може да бъде изтеглена от Интернет безплатно, но в този случай трябва да сте напълно сигурни, че софтуерът е с високо качество и наистина отговаря на конкретна кола.

Въпреки че електронното запалване е по-скъпо за поддръжка и ремонт и по-голямата част от работата трябва да се извършва от специалист, този недостатък се компенсира от по-стабилна работа и други предимства, които сме разгледали.

Това видео показва как самостоятелно да инсталирате ESP на класиката:

MPSZ. Микропроцесорна система за запалване на класиката. Микропроцесорна система за запалване.

Видео по темата

Ето кратко видео за това как изглежда процесът на преминаване от контактна система за запалване към електронна:

Инсталиране на електронно запалване на VAZ 2101-2107.

Въпроси и отговори:

Къде се използва електронната система за запалване? Всички съвременни автомобили, независимо от класа, са оборудвани с такава система за запалване. В него всички импулси се генерират и разпределят изключително благодарение на електрониката.

Как работи електронното запалване? DPKV фиксира TDC момента на 1-ви цилиндър на такта на компресия, изпраща импулс към ECU. Превключвателят изпраща сигнал към бобината на запалването (общ и след това високоволтов ток към свещта или отделен).

Какво е включено в електронната система за запалване? Свързан е към акумулатора и има: ключ за запалване, бобина/и, запалителни свещи, електронен блок за управление (изпълнява функцията на ключ и разпределител), входни сензори.

Какви са предимствата на безконтактната система за запалване? По-мощна и стабилна искра (няма загуба на електричество на контактите на прекъсвача или разпределителя). Благодарение на това горивото гори ефективно, а отработените газове са по-чисти.